Quantensprung

Mit Naeotom Alpha präsentiert Siemens Healthineers, den weltweit ersten quantenzählenden CT-Scanner. Das brandneue System ist in den USA und Europa bereits für den klinischen Einsatz zugelassen.

Während die konventionelle CT-Bildgebung an ihre technischen Grenzen gelangt ist, ermöglicht die Photon-Counting-Technologie drastische Verbesserungen, unter anderem eine höhere Auflösung und eine um bis zu 45 Prozent niedrigere Strahlendosis bei ultra-hochauflösenden (UHR) Scans. Mit herkömmlichen CT-Detektoren und einem Kammfilter für ultra-hochauflösende Aufnahmen wäre dies unmöglich.

Quantenzählende Scans generieren mehr verwertbare Daten, da die Technologie jedes Röntgenphoton und sein Energieniveau direkt erfasst, anstatt es zunächst in sichtbares Licht umzuwandeln.

Die Kombination dieser Aspekte eröffnet neue diagnostische Möglichkeiten, z. B. Scannen der Lunge mit hoher Geschwindigkeit und die Aufnahme hochauflösender Bilder mit inhärenten Spektralinformationen, ohne dass die Patient:innen die Luft anhalten müssen. Diese Spektralinformationen helfen auch bei der Identifizierung von Materialien im Körper, die sich sogar aus dem Bild entfernen lassen, wenn sie für Artefakte sorgen, die interessante Bereiche verdecken. So können Ärzt:innen Probleme schnell beurteilen und die Behandlung zeitnah einleiten.

Dank der geringeren Strahlendosis werden Routineuntersuchungen, wie z. B. Lungenkrebs- Screenings mittels CT-Bildgebung für größere Patient:innengruppen möglich. Die hohe Auflösung macht selbst kleinste Strukturen sichtbar. Für die klinische Entscheidungsfindung bedeutet das ein neues Level an Sicherheit. Dank des bewährten myExam Companion von Siemens Healthineers birgt die technische Komplexität der quantenzählenden CT-Bildgebung keine höhere Komplexität in der Anwendung.

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Philipp Fischer, Leiter der Computertomographie bei Siemens Healthineers

„Vor mehr als 15 Jahren begann bei Siemens Healthineers die Arbeit an der klinischen Vision der Quantenzählung. Wir haben immer an den enormen klinischen Nutzen geglaubt und gemeinsam mit unseren Partnern unermüdlich darauf hingearbeitet“, so Philipp Fischer, Leiter der Computertomographie bei Siemens Healthineers. „Mit der Einführung von Naeotom Alpha machen wir einen großen Schritt in Richtung einer besseren Patient*innenversorgung in zahlreichen klinischen Bereichen, indem wir Dinge zeigen können, die mit herkömmlichen CT-Scans unmöglich zu erkennen sind. Dies erforderte ein radikales Umdenken in praktisch allen technischen Aspekten der Computertomographie“, fährt Fischer fort.

Weitreichende Auswirkungen in vielen klinischen Bereichen

Die klinischen Bereiche der Herzbildgebung, Onkologie und Pulmologie stellen jeweils ihre einzigartigen Anforderungen an medizinische Bildgebung. Bei der Herzbildgebung geht es darum, das Herz in Bewegung zu erfassen, was eine hohe Geschwindigkeit erfordert.

Naeotom Alpha ist dank seines Dual-Source-Designs sehr schnell und nutzt die spektralen Informationen und die hohe Auflösung zur Entfernung von Verschattungen durch Verkalkungen. Dies ermöglicht eine diagnostische Bewertung und verschafft mehr Patient:innen – selbst Personen mit hoher Kalziumbelastung – Zugang zu CT-Bildgebung.

Die hohe Präzision von Naeotom Alpha ist auch in der Onkologie von großem Nutzen, wo eine zuverlässige und konsistente Bewertung des Krankheitsverlaufs entscheidend ist. Die klinischen Bilder müssen möglichst aussagekräftig und schlüssig sein, damit die richtigen Entscheidungen getroffen werden können.

In der Pulmologie müssen die Bilder alle wesentlichen Informationen in möglichst wenigen Scans enthalten, um Verzögerungen bei der Behandlung und damit potenziell schwerwiegende Folgen für die Patient*innen zu vermeiden. Die Möglichkeiten von Naeotom Alpha erfüllen diese Anforderungen und übertreffen sie sogar oft. Die damit gewonnenen klinischen Bilder enthalten mehr Informationen als mit jeder Technologiezuvor für eine präzise Diagnose, Nachsorge und Behandlung.

Ausbau der führenden Rolle von CT bei der klinischen Entscheidungsfindung

Diese Innovation von Siemens Healthineers hat weitreichende Auswirkungen auf Patient:innen und ärztliches Personal und das Potenzial, die Praxis der CT-Bildgebung grundlegend zu verändern: Sie bietet einen klinischen Mehrwert für eine schnelle und zuverlässige ärztliche Diagnose sowie bessere Bildqualität, was bei Ärzteschaft und Patient:innen die Unsicherheit verringern kann. Die neue Technik hilft in fast allen klinischen Bereichen, vor allem aber, wenn Feinstrukturen zu beurteilen sind.

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Professor Dr. med. Thomas Kröncke, Leiter der Abteilung für Diagnostische und Interventionelle Radiologie am Universitätsklinikum Augsburg

Kundenrückmeldungen zu Tests mit den zugelassenen Systemen bestätigen diesen Anspruch: „Wir arbeiten seit April 2021 mit unserem eigenen Naeotom Alpha CT und sind von den ersten Ergebnissen sehr beeindruckt: In der Onkologie können wir genauer aufschlüsseln, mit welchen Tumorarten wir es zu tun haben und sie so gezielter und wirksamer behandeln. Es ist, als ob sich ein Schleier hebt. Die neue Technologie ist eine radikale Verbesserung gegenüber der bisherigen Bildgebung. Dies wird unsere klinische Entscheidungsfindung vom ersten Scan an neu definieren“, so Professor Dr. med. Thomas Kröncke, Leiter der Abteilung für Diagnostische und Interventionelle Radiologie am Universitätsklinikum Augsburg.

In über 15 Jahren Forschung auf dem Gebiet der quantenzählenden CT-Bildgebung hat Siemens Healthineers mehr als 500 einschlägige Patente angemeldet und die klinischen Möglichkeiten und Anwendungsfälle in enger Zusammenarbeit mit klinischen Partnern getestet und validiert. Im Laufe der Jahre wurden sechs Prototypen evaluiert und verbessert. Im Jahr 2021 präsentiert das Unternehmen den weltweit ersten für den klinischen Einsatz freigegebenen CT-Scanner mit der neuen Technologie. Mehr als 20 Systeme sind bereits installiert und im klinischen Alltag im Einsatz. Bislang wurden über 8.000 Patient:innen gescannt. Mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 250 Millisekunden und ausgestattet mit zwei Röntgenröhren und Detektoren (Dual Source) ist Naeotom Alpha nicht nur das erste quantenzählende CT-System auf dem Markt, sondern zugleich ein sehr leistungsstarker, schneller und präziser CT-Scanner.

 

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Unterschiedliche Scan-Parameter sowie Veränderungen im Habitus des Patienten sind Faktoren, die zu Inkonsistenzen bei den Messungen führen und möglicherweise die Bewertung, wie der Tumor auf die Behandlung anspricht, währenddessen beeinflussen können. Die standardmäßigen monoenergetischen Bilder, die Naeotom Alpha bei jedem Scan liefert, ermöglichen es Radiologen, Quellen der Ungenauigkeit zu eliminieren.

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Darstellung der Lunge eines Post-COVID-Patienten mit quantenzählender CT Die quantenzählende CT ermöglicht die gleichzeitige Erfassung und Darstellung detaillierter Strukturen (Mitte) in Kombination mit funktionellen Informationen (rechts). Zum Vergleich eine Aufnahme mit konventioneller CT-Technologie (links). Copyright Dr. J. Ferda, Universitätsklinikum Pilzen, Tschechische Republik

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Verbesserte Darstellung des Mittel – und Innenohrs mit quantenzählender Computertomographie Winzige anatomische Strukturen des Mittel- und Innenohrs (oben Steigbügel, unten Cochlea): links eine konventionelle CT-Aufnahme, rechts die Aufnahme mit quantenzählender CT (Copyright Dr. A . Persson, Universität Linköping, Schweden)